Влияние прилива и отлива на Aster tripolium L. и другие литоральные растения

Н.Н. Римская-Корсакова

Научный руководитель - А.Б.  Шипунов

Римская-Корсакова Н.Н. Влияние прилива и отлива на литоральные растения // Материалы Беломорской экспедиции. Вып. 1 [Электронный ресурс]. 2001. Режим доступа: http://herba.msu.ru/shipunov/belomor/flora/aster.htm

Rimskaya-Korsakova N.N. The influence of ebbs and flows on the sea-shore plants // The materials of White sea expedition. Vol. 1 [Electronic resourse]. 2001. Mode of access: http://herba.msu.ru/shipunov/belomor/flora/aster.htm [in Russian]

Введение

Литорали Белого моря присуща специфическая флора. Это своеобразие характеризуется двумя важнейшими факторами. Во-первых, ни одно крупное растение не способно сопротивляться мощному действию волн и ветров. Во-вторых, для литорали характерны растения, которым на суше грозит высыхание, а в море - уплывание с отливом или повреждение прибойной волной. Поэтому литоральные растения имеют относительно небольшие размеры, мощные подземные органы, нуждаются в периодическом увлажнении, а также в регулярном обсыхании. При этом каждое растение по-своему реагирует на приливы и отливы. Поэтому нам было интересно изучить, как именно разные литоральные растения это делают.

Таким образом, целью нашей работы было изучение естественных реакций литоральных растений на приливно-отливные явления.

Объекты и методика работы.

Объектами исследования являются астра солончаковая (Aster tripolium L.- сем. Compositae) и подорожник морской (Plantago maritima L. - сем. Plantaginaceae).

Астра солончаковая - это двулетнее растение, распространенная в области морского и умеренно континентального климата, высотой 15 см с коротким корневищем. Стебель прямостоячий, в верхней части ребристый, разветвленный. Листья очередные, продолговатые, голые, с сетчатым жилкованием, мясистые, верхние листья линейно-ланцетные. Корзинки диаметром 10-15 мм образуют густое метельчатое соцветие. Обертка двухрядная, листочки обертки продолговатые. Краевые цветки - ложноязычковые лилово-розового цвета, а срединные - трубчатые и желтые. Растет астра на очень влажных, засоленных почвах.

Подорожник морской - многолетнее травянистое растение с толстым и усеченным корневищем. Стебель тонкий, высотой от 5 до 20 см. Листья, собранные в прикорневой розетке, узколанцетные, черешчатые, у основания влагалищные. Соцветие - колос длиной 20-50 мм. Цветки невзрачные, с пленчатым венчиком из 4 сросшихся лепестков и 4 выдающимися тычинками. Растение ветроопыляемое, причем вначале развиваются рыльца пестиков, а затем - тычинки (протогиния). Развитие цветков идет по соцветию центрипетально (снизу вверх). Подорожник, как и астра, поселяется на наиболее влажных местах, богатых солями.

В течение трех дней летней практики на Белом море (Кандалакшский залив, Чупинская губа) с 16 по 21 июля 2000 года производилась серия измерений двадцати растений астры и тринадцати растений подорожника. Поскольку виды, выбранные нами, относятся к разным семействам, то и методики работы с ними различны. Начнем с описания методики работы по астре солончаковой.

Всего проведено 17 замеров по каждой астре. Эксперименты проводились днем, раз в три часа, начиная с девяти утра и кончая десятью вечера. Для каждого растения астры был заведен протокол, в который заносились:

1) дата и время замера, также отмечалось относительное время в минутах - промежуток времени между двумя замерами;

2) субстрат (камни или водоросль - Fucus vesiculosus), на котором расположено растение;

3) расстояние в метрах до кромки воды в соответствии со временем измерения остальных параметров растения;

4) длина (в миллиметрах) листа наиболее ближайшего по отношению к соцветию;

5) ширина (в миллиметрах) того же листа в самом широком месте;

6) количество закрытых, приоткрытых, призакрытых и открытых соцветий.

Во время прилива измерения проводились под водой на глубине от 0,2 до 0,9 м. Все измерения осуществлены с помощью линейки, пятиметровой рулетки, часов и прозрачной клейкой ленты, которая указывала на номер растения и исследуемый лист.

Методика работы по астре во многом сходна с методикой работы по подорожнику. По каждому подорожнику проведено 10 замеров, которые включали следующие измерения:

1) расстояние (в метрах) до уровня воды (под водой измерялась глубина, на которой находилось данное растение в данное время);

2) ширину (в миллиметрах) листа в самом широком месте;

3) длину тычиночной части соцветия (в миллиметрах);

4) длину полного соцветия (в миллиметрах).

Кроме этих двух видов растений, измерения производились также на ложечнице арктической (Cochlearia  groenlandica - сем. Cruciferae), но исследованные растения не заливались приливом, поэтому в данном случае мы не проводили статистическую обработку результатов.

С помощью компьютерной программы STATISTICA мы получили корреляционную матрицу, где красным выделены наиболее значимые корреляции, а остальные статистически достоверные корреляции численно больше 0,4 или меньше -0,4.

Корреляция - это мера связи между явлениями. В данной работе мы поставили цель выяснить, существует ли какая-нибудь связь между уровнем воды, относительным временем и некоторыми параметрами растений: степенью открытости корзинок (у Aster); полной длиной соцветия и длиной тычиночной части (у Plantago); а также длиной и шириной листа (у обоих растений).

Результаты и обсуждение

По ходу обработки материала по исследованию влияния прилива и отлива на растения Aster tripolium были получены некоторые результаты.

1) Выявлена отрицательная взаимосвязь между уровнем воды и количеством закрытых соцветий (с повышением уровня воды уменьшается количество закрытых корзинок), эта корреляция имеет место среди 11 растений астры. Это может свидетельствовать о том, что во время прилива корзинки стремятся открыться, что может свидетельстовать об определенном приспособлении к опылению водой (гидрофилии). Корреляция уровня воды с закрытостью корзинок больше, а с открытостью корзинок - меньше. Это объясняется тем, что с повышением уровня воды количество закрытых соцветий уменьшается не до полностью открытых, а до приоткрытых и т.п., а также то, что многие закрытые соцветия то ли не успевают, то ли не желают открываться.

Зависимость количества открытых и закрытых корзинок у Aster tripolium от уровня воды.

2) Получена значимая корреляция между относительным временем и степенью открытости корзинок: между временем и количеством открытых корзинок (встречена у 16 растений астры из 20), закрытых (у 18 растений из 20), призакрытых (у 9 растений) и приоткрытых корзинками (у 7 астр). Отметим, что взаимосвязь между значениями времени и закрытыми соцветиями астры отрицательна, а взаимосвязь с открытыми соцветиями положительна. Это означает, что с течением времени открытых соцветий делается больше, а закрытых - меньше. По-видимому, этот результат отражает естественную динамику цветения растений астры.

3) Также имеет место корреляция между значениями относительного времени и линейными размерами листьев. Относительно длины листа корреляция встречена у 15 астр, относительно ширины - у 8 растений. Это вполне очевидно, так как растение растет и развивается постоянно.

Обработка данных, собранных по Plantago maritima, также показала некоторые взаимосвязи. В этом случае мы рассматривали корреляции только относительно уровня воды.

Положительная взаимосвязь уровня воды и ширины листа встречена у 7 подорожников из 13. Вероятно, что есть какая-то взаимосвязь между повышением уровнем воды и изменениями ширины листа. Однако доказать это на данный момент невозможно по причине небольшго размера выборки.